Huānga hohe a Silicon photonics

Huānga hohe a Silicon photonics

Ko nga waahanga kaha o Photonics e tohu ana ki nga taunekeneke hihiri i hangaia i waenga i te marama me te matū. Ko tetahi waahanga kaha o te whakaahua ko te kaitahuri whatu. Ko nga mea katoa e pa ana ki te silicon naianeimodulators whatukei runga i te awenga kawe kore utu plasma. Ko te whakarereke i te maha o nga irahiko kore utu me nga kohao i roto i te rauemi silicon ma te doping, te hiko, te tikanga whatu ranei ka taea te whakarereke i tana taupū whakaata matatini, he tukanga e whakaatuhia ana i roto i nga whārite (1,2) ka whiwhi ma te whakauru raraunga mai i a Soref me Bennett i te roangaru o te 1550 nanometer. . Ka whakatauritea ki nga irahiko, ka nui ake te wahanga o nga kohao o nga huringa taupū whakarara pono me te pohewa, ara, ka taea e ratou te whakaputa i te huringa waahanga nui ake mo tetahi huringa mate, naMach-Zehnder modulatorsme nga whakakai whakakai, he pai ake te whakamahi i nga kohao hei hanganga waahanga whakarereke.

Nga momotakahuri (Si) modulatorka whakaatuhia nga momo ki te Whakaahua 10A. I roto i te kaikawe kaikawe i werohia, kei roto te maramara i roto i te hiako intrinsic i roto i te hononga titi tino whanui, ka werohia nga irahiko me nga kohao. Heoi, he puhoi ake te ahua o aua momo whakarereke, te nuinga me te bandwidth 500 MHz, na te mea he roa ake nga irahiko koreutu me nga kohao ki te whakakotahi ano i muri i te werohanga. Na reira, he maha nga wa e whakamahia ana tenei hanganga hei attenuator optical variable (VOA) kaua ki te modulator. I roto i te kaikawe whakaheke huringa, ko te waahanga marama kei roto i te kuiti pn kuiti, a ko te whanui o te whakahekenga o te hononga pn ka whakarerekehia e te waahi hiko. Ka taea e tenei modulator te mahi i nga tere neke atu i te 50Gb/s, engari he nui te ngaronga whakauru papamuri. Ko te vpil angamaheni he 2 V-cm. Kei roto i te kaitao hiko waikura (MOS) (ko te tino whakakorikori-waikura-whakawhitiwhiti) he paparanga waikura angiangi i roto i te hononga pn. Ka taea e ia etahi kohinga kawe kawe me te whakahekenga kaikawe, ka taea te iti ake o te VπL o te 0.2 V-cm, engari he ngoikoretanga o nga ngaronga whatu teitei me te teitei ake o te kaha mo ia waeine roa. I tua atu, he SiGe nga huringa whakauru hiko i runga i te SiGe (silicon Germanium alloy) te nekehanga taha o te taha. I tua atu, he graphene modulators e whakawhirinaki ana ki te graphene ki te huri i waenga i nga konganuku whakauru me nga insulators marama. Ko enei e whakaatu ana i te rereketanga o nga tono o nga tikanga rereke hei whakatutuki i te tere-tere, te iti-mate te whakarereke tohu tohu.

Whakaaturanga 10: (A) Hoahoa-waahanga o nga momo hoahoa whakahurihuri whatu e hangai ana i te kirika me te (B) hoahoa whitinga o nga hoahoa kaitirotiro whatu.

He maha nga kaitirotiro rama-a-silicone e whakaatuhia ana i te Whakaahua 10B. Ko te mea mimiti he germanium (Ge). Ka taea e Ge te tango marama i nga roangaru tae noa ki te 1.6 microns. Kei te taha maui ko te hanganga titi tino angitu i te hokohoko i enei ra. He momo P-momo doped silicon i tipu ai a Ge. He 4% te taurite o te reanga a Ge me Si, a, hei whakaiti i te wehenga, ka whakatipuria tuatahitia he paparanga angiangi o SiGe hei paparanga parepare. Ka mahia te doping momo N ki runga o te paparanga Ge. Ka whakaatuhia he whakaahua-whakawhitinga-whakawhitinga-whakarite (MSM) ki waenganui, me te APD (te horomanga Photodetector) kei te taha matau. Ko te rohe tohenga i APD kei te Si, he iti ake nga ahuatanga haruru i whakaritea ki te rohe tohenga i roto i nga rawa o te Rōpū III-V.

I tenei wa, karekau he otinga e kitea ana nga painga ki te whakauru i nga taonga whatu me nga whakaahua silicon. Ko te Whakaahua 11 e whakaatu ana i te maha o nga whiringa ka taea te whakarite ma te taumata huihuinga. Kei te taha maui he whakaurunga monolithic kei roto ko te whakamahi i te germanium (Ge) kua whakatipuria epitaxily hei taonga taonga whatu, nga arataki ngaru karaihe erbium-doped (Er) (pēnei i te Al2O3, e hiahia ana ki te pupuhi mata), me te gallium arsenide (GaAs). ) ira rahi. Ko te pou e whai ake nei ko te hui angiangi ki te angiangi, ka uru ki te waikura me te hononga waro i te rohe whiwhi roopu III-V. Ko te pou e whai ake nei ko te huihuinga maramara-ki-wafer, e uru ana ki te whakauru i te maramara roopu III-V ki roto i te kohao o te angiangi silicon me te miihini i te hanganga arataki ngaru. Ko te painga o tenei huarahi e toru nga pou tuatahi ka taea te whakamatau i te taputapu i roto i te angiangi i mua i te tapahi. Ko te pou tino matau he huihuinga maramara-ki-marama, tae atu ki te hono tika o nga maramara silicon ki nga kongakonga roopu III-V, me te hono ma te arotahi me nga hononga kupenga. Ko te ia ki nga tono arumoni kei te neke mai i te taha matau ki te taha maui o te tūtohi ki nga otinga whakauru me te whakakotahi.

Whakaahua 11: Me pehea te whakaurunga o te taonga whatu ki roto i nga whakaahua-a-kirika. I a koe e neke ana mai i te taha maui ki te taha matau, ka hoki whakamuri te ira whakauru whakangao ki te mahi.